En atom, som du kanske har hört, kallas ofta den minsta vanliga beståndsdelen av materia som finns. Atomer består av individuella komponenter (varav vissa inkluderar sina egna subatomära komponenter), men en atom, som är cirka 1 × 10-10 m bred, är den minsta partikeln som behåller de enskilda egenskaperna hos en större helhet.
Atomers ungefärliga grundform är kända, med protonerna och neutronerna sammanklumpade i en kula i kärnan och de mycket mindre elektronerna som glider runt ett relativt stort avstånd från den lilla (cirka 1 × 10−15m breda) kärnan. Detta gör att du kan konstruera tredimensionella, eller ”3D”, modeller av atomer i klassen eller hemma.
Grundläggande atomer
Enskilda atomtyper kallas element, och varje element har ett namn, t.ex. väte, rubidium eller neon. Dessa namngivna grundämnen är numrerade ett till 118 på grundämnenas periodiska system. Dessa atomnummer motsvarar antalet protoner och elektroner, såväl som det ungefärliga genomsnittliga antalet neutroner, i varje grundämne.
Du kan få en uppskattning av neutrontalet för ett element genom att subtrahera dess atomnummer från dess atommassa, listat längst ner i elementrutorna i de flesta periodiska system. Medan protoner och neutroner bara är i storleksordningen 10−27 kg, är en elektron ungefär 2 000 gånger mindre massiv.
De positivt laddade protonerna och neutrala neutronerna är ett avsevärt avstånd från de mycket mindre, negativt laddade elektronerna, snarare som planeter i solsystemet, förutom att positionen för någon elektron kan inte exakt kännas vid något ögonblick, bara tilldelas en viss sannolikhet. För 3D-atommodelländamål, tänk dock på en atom som liknar ett litet system av en central astronomisk kropp och dess satelliter.
Saker du behöver
Lyckligtvis behöver du ingen snygg utrustning, men den borde vara visuellt slående. Alla typer av gummi eller liknande bollar kommer att fungera; det är användbart om dessa kommer i olika färger, och det är bra om du kan skriva på dem med magisk markör (och ännu bättre om du enkelt kan radera bläcket senare).
Från det periodiska systemet har O ett atomnummer på 8 och ett atom massa på mycket nära 16,0. En 3D-syreatommodell eller bild skulle därför visa åtta protoner och åtta neutroner i kärnan och åtta elektroner någonstans utanför kärnan. Protonerna och neutronerna kunde vara kulor som endast särskiljs genom sin färg; elektronerna är bäst representerade i detta schema av mycket mindre bollar.
Atom Model Project Idéer
Argonatom 3D-modell: Från elementtabellen har argon (Ar) ett atomnummer på 18 och en atommassa på 39,95. Detta betyder att en typisk argonatom kan antas ha cirka 40 − 18 = 22 neutroner med sina 18 protoner.
De olika manifestationerna av samma atom som bara varierar i neutronnummer kallas isotoper. Proton-plus-neutronnumret för en given isotop ges med hjälp av en vänster upphöjd bredvid elementsymbolen.
Denna atom kan därför representeras av 18 protonkulor (p bläck) och 22 neutronkulor (navy) i ett klotformigt kluster, med en ring av 18 jämnt fördelade elektronkulor (eller kulor) som omger denna kärna. I verkligheten skulle elektronerna omge kärnan i ett ”moln”, inte en plan ring som solsystemet, och skulle anta grova geometriska former i enlighet med deras energinivåer, eller skal.
Kalciumatommodell: Kalcium har två fler protoner och därför två fler elektroner än argon, så du kan enkelt bygga det på en ”bas” av en argonatom. Det är dock bra att veta något om valenselektroner för att förstå varför de två nya elektronerna båda hör längre från kärnan än elektronerna i argon.
Detta beror på att argon är en ädelgas, vilket betyder att dess yttersta elektronskalet är fyllt. Dess position längst till höger på det periodiska systemet indikerar detta. Kalcium, i kolumn 2 i tabellen har två valenselektroner. Det här ämnet går dock utanför ramarna för atomprojektidéer för skolan.
